CN103147511A - 一种形状记忆合金减震耗能支座 - Google Patents

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Abstract

本发明属于减震技术研究领域，具体涉及一种形状记忆合金结构振动控制的金属橡胶减震耗能装置。本发明由橡胶元件，上层连接钢板，下层连接钢板，形状记忆合金丝束，光滑圆环和滑轮组成，橡胶元件与上层连接钢板和下层连接钢板连接，下层连接钢板与固定参考系连接，上层连接钢板与承载物连接，光滑圆环均匀分布焊接在上层连接钢板和下层连接钢板上，滑轮套在光滑圆环上，形状记忆合金丝束、滑轮通过光滑圆环布置在支座四周。本发明结合形状记忆合金超弹性和耗能性的特性，提出一种新型的形状记忆合金减震耗能支座。此装置的优点是利用形状记忆合金的超弹性和耗能性，实现了结构的多维隔震，提高了隔震效果。

Description

一种形状记忆合金减震耗能支座
技术领域
本发明属于减震技术研究领域，具体涉及一种形状记忆合金结构振动控制的金属橡胶减震耗能装置。
背景技术
在强烈震动作用下，将给结构带来巨大的破坏，因此研究更安全、更经济可靠的建筑结构隔震体系成为结构抗震领域的重要课题。目前的橡胶减震支座虽然在一定程度上能减小震动对建筑结构的破坏程度，但仍然不能满足生产的需要，所以一种高效的减震支座的研究是十分有意义的。
现今，普通橡胶支座是比较成熟的隔震技术，由于其隔震效果好、减震性能显著等优点，近年来得到广泛应用。但是，随着科学实验和工程实践的增多，在橡胶支座取得良好减震隔震效果的同时，也暴露出许多的缺陷。目前普通橡胶支座的变形模量太低，水平变形大且大变形后支座变形难于复位；阻尼较小、耗能能力差，尤其上部结构和隔震层的相对变形较大；普通橡胶支座还存在易老化、易腐蚀以及隔震频带较窄等问题，不能实现对多频特征的振动波有效的减震、隔震效果，难于实现结构减震、隔震的智能化。形状记忆合金作为一种全新的功能材料，具有很多与众不同的特殊性质，在科学研究与实际应用中得到了大量的应用。其主要特性形状记忆效应和超弹性效应更是在减震技术领域中得到了广泛的应用。形状记忆合金具有极强的变形恢复能力，在震动变形中产生的残余应变可较快恢复，同时，形状记忆合金因为具有超弹性效应，可以提供较大的阻尼，消耗振动传递的能量，从而增强系统整体的抗震能力。此外，形状记忆合金还具有抗疲劳、抗扭性及生物相容性等优点，对工作环境的适应能力更强。但目前形状记忆合金的价格较高，因此，更安全、更经济可靠的新型形状记忆合金减震、隔震装置的研究具有重要的现实意义。
基于以上情况，本发明针对目前普通橡胶支座存在的缺陷，结合形状记忆合金超弹性和耗能性的特性，提出一种新型的形状记忆合金减震耗能支座。此装置的优点是克服了普通橡胶支座的一系列缺点，利用形状记忆合金的超弹性和耗能性，实现了结构的多维隔震，提高了隔震效果。
发明内容
本发明的目的在于提供一种提高竖直方向抗拉拔能力且价格低、实用、安装方便形状记忆合金的结构减震隔震耗能支座。
本发明的目的是这样实现的：本发明由橡胶元件（1），上层连接钢板（2），下层连接钢板（3），形状记忆合金丝束（4），光滑圆环（5）和滑轮（6）组成，橡胶元件（1）与上层连接钢板（2）和下层连接钢板（3）连接，下层连接钢板（3）与固定参考系连接，上层连接钢板（2）与承载物连接，光滑圆环（5）均匀分布焊接在上层连接钢板（2）和下层连接钢板（3）上，滑轮（6）套在光滑圆环（5）上，形状记忆合金丝束（4），滑轮（6）通过光滑圆环（5）布置在支座四周。
形状记忆合金丝束（4）是由形状记忆合金丝制成的绞线。
形状记忆合金采用NiTi记忆合金。
本发明的有益效果在于：本发明针对目前普通橡胶支座存在的缺陷，结合形状记忆合金超弹性和耗能性的特性，提出一种新型的形状记忆合金减震耗能支座。此装置的优点是利用形状记忆合金的超弹性和耗能性，实现了结构的多维隔震，提高了隔震效果。
附图说明
图1是形状记忆合金减震耗能支座的结构示意图；
图2是光滑圆环结构剖面图；
图3是光滑圆环侧视图；
图4是光滑圆环与滑轮组合图；
图5是组合图侧视图；
图6是形状记忆合金减震耗能支座结构俯视图。
具体实施方式
下面结合附图举例对本发明做更详细的描述：
结合图1所示，橡胶元件（1）通过黏合剂与上层连接钢板（2）和下层连接钢板（3）连接在一起，组成形状记忆合金减震耗能支座的主体部分，橡胶元件（1）可有效减小震动，上层连接钢板（2）和下层连接钢板（3）可增强支座整体的刚性，提高抗变形能力。上层连接钢板（2）钻有螺纹孔，通过螺栓连接与承载物相连。下层连接钢板（3）钻有螺纹孔，通过螺纹连接与基础相连。光滑圆环（5）焊接在上层连接钢板（2）和下层连接钢板（3）上，形状记忆合金丝束（4）由多根形状记忆合金丝通过绞线机制成绞线，通过光滑圆环（5）和滑轮（6）如图1所示布置在支座四周。光华圆环的结构如图2所示，结构侧视图如图3所示，光滑圆环的下部有一圆柱轴，用来安装滑轮（6），结合图4和图5所示，滑轮（6）套在光滑圆环（5）上，滑轮（6）可有效减小形状记忆合金丝束（4）和光滑圆环（5）之间的摩擦。结合图6所示，为形状记忆合金减震耗能支座结构的俯视图，其中，①是橡胶元件，②是连接钢板，③是橡胶元件中间开口。

Claims (3)

1.一种形状记忆合金减震耗能支座，由橡胶元件（1），上层连接钢板（2），下层连接钢板（3），形状记忆合金丝束（4），光滑圆环（5）和滑轮（6）组成，其特征在于：橡胶元件（1）与上层连接钢板（2）和下层连接钢板（3）连接，下层连接钢板（3）与固定参考系连接，上层连接钢板（2）与承载物连接，光滑圆环（5）均匀分布焊接在上层连接钢板（2）和下层连接钢板（3）上，滑轮（6）套在光滑圆环（5）上，形状记忆合金丝束（4），滑轮（6）通过光滑圆环（5）布置在支座四周。
2.根据权利要求1所述的一种形状记忆合金减震耗能支座，其特征在于：所述的形状记忆合金丝束（4）是由形状记忆合金丝制成的绞线。
3.根据权利要求1或2所述的一种形状记忆合金减震耗能支座，其特征在于：所述的形状记忆合金采用NiTi记忆合金。
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